穿越计算机的迷雾笔记

穿越计算机的迷雾_百度百科

从电开始了解计算机

1.电压是一种吸引力，是由于失去了电子和希望重新得到电子引起的。

2.任何物体都有电阻。银制导线电阻最小。

3.电源开始工作的时候，会把自己的能量源源不断地传给电子，使他们带着能量，在能量的作用下开始流动形成电流。

4.由于电阻存在，电子在运动时会放出一部分能量，使导线温度升高。

5。两根导线交叉，有交叉处有圆点是连在一起的。

用电来表示数

1.用电来表示数字的设想：

电子计算机表示数据时，一根导线表示一位。

表示小数时，可以把导线分为两组，一组表示小数，一组表示整数。

每一位大小可以用电压来表示，解决电压输出不精确的问题可以设置精确度范围。

2.二进制数就是比特串。

3.可以在电路上连接一个灯泡使二进制数可视。

4.莱布尼茨发明了二进制。

怎样才能让机器做加法

1.使用全加器来构造加法机。

2.加法都是按列进行的，并且每一列的方法一样，就可以构造一个电路。

电子计算机发明的前夜

1.可以用导线绕成线圈制作电磁铁。

2.继电器和莫尔斯电码。

1.莫尔斯电码由点和划组成。

2,长途通信，导线太长，电阻太大，电流微弱不足以使电磁铁吸引街铁臂，需要用到继电器。

3.法拉第证明了磁可以生电。

4.电话的发明

5.交流电，让导线在永磁体之间做圆周运动

6.变压器，改变线圈匝数来升降电压

7.无线电通信的开端

闪电能产生电磁波

第一个语言电磁波存在的事麦克斯韦，麦克斯韦认为光是一种电磁波

电磁铁断电的一瞬间会产生高压，叫做自感

电磁波也叫无线电波，电磁波所到之处，但凡遇到导体，都会把它是能量分出一小部分，在导体内产生电流和电压

在闪电和高压发生器那里，由于高压的存在，有一部分空气被击穿而放电

从逻辑学到逻辑电路

逻辑学

形象思维（想象和联想）

抽象思维

命题

概念

苏格拉底的三段论

逻辑学是哲学的分支

概念和命题必须一致，如果违反了同一律，会产生偷换命题或者混淆概念

矛盾律

排中律

归纳推理，推理结果不一定是对的

联言推理，联言推理中支命题之间用到且，已知一个支命题为真，不能推出另一个支命题的真假

数理逻辑

1.莱布尼茨想用普适性的符号来表示所有的思想和问题，用计算方法表示思考和推理过程

2.乔治布尔使用集合研究三段论，创立了逻辑代数，也就是布尔代数，0表示真，1表示假

各个命题都为真的时候，联言命题为真

选言命题有真即为真

数理逻辑和逻辑电路

1.香农《继电器和开关电路的符号化分析》

2.输出与输入是相反的状态叫做非门

3.在一个完整的电路中，各个部分共用电源是一种通常的做法

4.通常情况下，电源不画出来，只是用一些符号，正极用Vcc，电路中所有的地线都应该汇集连到电源负极。

5.非门可以用简单的符号表示

6.与门实现的是联言逻辑，与门可以有多个输入端

7.并联开关是或门

8.对于未知的开关电路，设计一张真值表，也可以得到它

根据真值表

第一步：找出输出为1的哪些行

第二步：将输入写成逻辑乘的形式

9.抑或电路

抑或电路需要两个与门，一个或门，两个非门（八给继电器）

10.莎士比亚电路

加法机的诞生

1.3个比特相加有8种可能的情况

2.用逻辑门构造电路时，可以化简逻辑表达式，节省很多材料

3.可以用抑或门来构造全加器

4.一个全加器可以用18个继电器来完成

5.一个全加器只能计算两个一位二进制数的加法，要计算多位二进制数，需要多个全加器连接

6.将所有的全加器连接在一起，得到了一个完整的加法机

7.可以将输出和灯泡连接起来，看清输出的结果

8.乔治斯蒂贝斯发明了能做四则运算的计算机器

会变魔术的触发器

按键开关，松手就会断开，按下接通

反馈和振荡器

1.把非门的输出取出一部分来作为它的输入，这样就形成了一个反馈

2.方波，电流电压从0上升到最大值的那条线叫做上升沿

3.计算机有脉冲

4.电子表用到了振荡器

5.世界上第一个振荡器出自赫兹之手

电子管时代

1.没有好的办法将话筒的声音电流加载到电磁波上，电磁波发生装置很原始，没有规律的导电过程导致没有制作出能用电磁波传递声音的机器

2.发射电磁波需要很高的震荡频率

3.“真空驯电子”，电子二极管，靠近灯丝的那块金属叫做阴极，另一块金属叫阳极（接在电源正极上，吸引电子）

4.福斯特雷在阴极和阳极之间加入一个金属网，既让电子通过，又施加一些控制，称为控制栅极，改变栅极上电压的大小和极性，可以改变阳极上电流的强弱，甚至截断它，叫做截止，形成了电子三极管

5.电子三极管可以放大电流，能量来自于加在栅极上面的电压

6.利用电子三极管的放大作用再加上反馈，可以发射电磁波，福雷特斯被称为“无线电之父“

记忆力非凡的触发器(Flip Flop)

1.两个或非门首位相连形成两个反馈

2.R-S触发器

3.常规逻辑门的共性是输出直接依赖输入，触发器不同，输入撤销后，输出能够维持

学生时代的走马灯

1.可以使用非门使R-S触发器有一个输入就可以使R和S相反

2.给触发器安装两个门卫，两个与门，归控制端CP管辖，CP=0，触发器不会被外面的数据干扰

3.有CP的触发器叫D触发器

边沿触发

1.从0翻转到1，或者从1翻转到0叫做跳变或者翻转

2.“边沿触发”的D触发器

3.不管是0，1还是1到0的下降沿都不能储存数据，只有0到1的上升沿可以

走马灯之谜

1.上升沿触发器只在CP上升沿触发，经过一个小小的延迟后，才能出现在输出端上，时间长短取决于触发器的材料

继电器，延迟以秒为单位，电子管可以缩短到几毫秒

2.几个首位相连的上升沿触发器的CP端连在一起，可以同时触发

3.一个走马灯电路通常称为循环移位寄存器，可以用来保存多个比特，可以将这些比特顺序左移或右移

4.串行传输成本低，对基础设施要求不高

一个古怪的触发器

1.首位相连的上升沿D触发器

2.将输出端与灯泡相连，按下开关产生上升沿，输出翻转，灯泡熄灭

再次按下开关，输出翻转，灯泡亮起

3.这种触发器叫T触发器

计算机时代的开路先锋

纯电子化计算机时代

1.第一个电子二极管发明于1904年，第一个电子三极管发明于1906年

2.数字电路的第一个应用不是电子计算机，是电话交换

3.继电器制作的计算机是一半电子一半机械

4.电子管体积大，加热阴极消耗大量能量，加热灯丝容易断

5.掺杂需要在无氧的高温炉中进行，通入金属气体

6.在本征半导体两边掺上硼，中间掺上磷，就发明了新的半导体材料，更电子三极管有一样的作用，被称为晶体三极管

新材料带动技术进步

可以将多个乒乓触发器连接形成计数器

用机器做一连串的加法

逻辑电路中，共用的公共电路叫总线

轮流使用总线

1.最好理解的电子开关是继电器

2.临时寄存器TR保留加法的结果

3.第一步装载：用开关扳好第一个数

简化操作过程

全自动加法计算机

1.触发器是大容量存储器的基础

2.读和写一律称为访问

3.写入比特时应该使w产生上升沿，r处于0

4.输入时w为0，r为1，输出的数据也会进入触发器的输入端，但是因为w为0，不会影响触发器里面的数据

5.w和r不能都是1

6.地址译码器，选择触发器的位置，这个逻辑电路也有两个输入r和w

7.自由存取存储器RAM

磁芯存储器

1.不同的电流使磁芯按不同的方向磁化

2.在磁芯里面串一根驱动线和读出线

3.磁芯被读取1后会变为0

4.优点：断电之后仍能保存数据

先存储，后计算

存储器的好处是可以修改任意一个地址里面的内容

计算机执行的非计算机指令称为非法指令，会引起“死机”

现代的通用计算机

更多的计算机指令

我们要根据是否进位来确定跳到其他指令那里去执行

现代计算机的大体特征

1.存储器，寄存器，加法器一般具有相同的数据宽度

2.字长表示一台计算机在一次操作中可以处理的二进制比特数

3.1byte=8bit

4.现代流行32位计算机，64位计算机

5.现在电脑不止一个寄存器

6.计算机所能执行的所有指令，称为计算机的指令集

集成电路时代

1.比起晶体管，集成电路更小，更便于使用，耗电量很低

2.最早的电容器是18世纪发明的莱顿瓶

3.使用电容器制作的存储器需要不断刷新，称为动态存储器，DRAM

4.ROM只读存储器

5.可编程可擦除只读存储器

6.微处理器被称为中央处理器CPU

7.电流过大，集成电路会被烧毁

流水线和高速缓存技术

内存快于动态存储器

流水线技术可以使取指令，译码，执行同时进行

核心与外部设备

1.I/O接口，声卡，视频卡，显卡，鼠标

2.键盘有微处理器

3.显示设备

4.辅助存储设备，磁盘，磁带

5.从硬盘上读取数据的程序的软件程序必须通过中央处理器给I/O接口发出指令，把磁头号，柱面号，扇区号，以及数据在内存中的地址高速I/O接口的寄存器